Wirtualne bliźniaki pozwalają tchnąć życie w software’owe modele

Wirtualne bliźniaki pomagają tchnąć życie w software’owe mod iStock

Doświadczenia wirtualnych bliźniaków, które Dassault Systèmes udostępnia wszystkim branżom, od największych klientów z branży produkcyjnej po specjalistów z dziedziny life-science, są znacznie bardziej zaawansowane niż cyfrowe bliźniaki. Wirtualne bliźniaki zapewniają możliwość modelowania w 3D, a następnie testowania oraz przeprowadzania symulacji, aby upewnić się, że model jest dopracowany do perfekcji.

Gartner definiuje cyfrowego bliźniaka jako „wirtualną reprezentację istniejącego w świecie rzeczywistym przedmiotu lub systemu”, która występuje w postaci „obiektu oprogramowania lub modelu odzwierciedlającego unikalny obiekt fizyczny, proces, organizację, osobę lub inny byt abstrakcyjny”. Firma Dassault Systèmes idzie o krok dalej – oferując doświadczenie wirtualnego bliźniaka pozwala ożywiać te software’owe modele.
 
W przeciwieństwie do prototypu cyfrowego bliźniaka, który koncentruje się na konkretnym obiekcie, wirtualne bliźniaki pozwalają wizualizować, modelować i symulować całe środowisko złożonych doświadczeń. Ułatwiają wdrażanie zrównoważonych innowacji biznesowych w całym cyklu życia produktu. Doświadczenie wirtualnego bliźniaka rozpoczyna się od zaprojektowania modelu 3D, który przedstawia kształt, wymiary i właściwości fizycznego produktu lub systemu. Symulacje są przeprowadzane na tym wirtualnym modelu, aby zbadać, jak produkt będzie się zachowywał podczas montażu, obsługi lub gdy zostanie poddany działaniu różnych czynników. Liczbę testów ogranicza jedynie wyobraźnia projektantów. Testy pomagają zoptymalizować i zweryfikować projekt, materiały oraz procesy produkcyjne – a ponieważ wszystko odbywa się w środowisku wirtualnym, cały cykl życia produktu jest bardziej zrównoważony.

Powiązane firmy

Dassault Systemès Sp. z o.o.

Doświadczenie wirtualnego bliźniaka w branżach produkcyjnych

Ponieważ konsumenci domagają się coraz bardziej spersonalizowanych produktów i doświadczeń, producenci znajdują się pod ciągłą presją, aby dostosowywać się do tych potrzeb, jednocześnie utrzymując działalność w ramach ustalonego budżetu. Wirtualny bliźniak wzmacnia innowacyjność firm poprzez możliwość cyfrowego testowania nowych produktów, urządzeń i metod produkcji - jedynym ograniczeniem jest tu wyobraźnia. Wirtualny bliźniak pozwala również firmom na spełnienie wymogów prawnych, zapewniając bezpieczeństwo produktów i operacji.

Dzięki 3DEXPERIENCE Twin, wirtualnemu bliźniakowi stworzonemu z wykorzystaniem rozwiązań dostępnych na platformie 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes, każdy krok – od projektowania, rozwoju i produkcji po produkt finalny opuszczający fabrykę – może być poddany symulacji oraz analizie w realistycznych warunkach. Co więcej, 3DEXPERIENCE Twin umożliwia również symulację całej linii produkcyjnej z wykorzystaniem wirtualnego bliźniaka – od wymaganych surowców i narzędzi, przez zakres możliwości produkcyjnych i czasowych, aż po ponoszone koszty. Oznacza to, że firmy w wirtualnym świecie mogą testować i weryfikować zapotrzebowanie pierwotne oraz wtórne, wielkość partii, harmonogramy, a także zdolności produkcyjne. Daje to możliwość elastycznego reagowania na zapotrzebowanie rynku i zdecydowanie zwiększa konkurencyjność producentów.

Oto przykład, który pozwoli wyjaśnić, na czym polega przewaga wirtualnych bliźniaków nad cyfrowymi bliźniakami. Wyobraźmy sobie producenta samochodów, który chce wprowadzić na rynek nowy projekt. Do zaprojektowania samochodu może skorzystać z technologii wirtualnego bliźniaka. Następnie może przeprowadzić symulację, aby sprawdzić odporność swojego  projektu na elementy zewnętrzne, na przykład testując, jak samochód wytrzyma zderzenie lub zachowa się podczas poślizgu. Taki test pozwoli określić, czy potrzebuje lepszej jakości mechanizmów hamowania, które spełniają normy bezpieczeństwa. Gdy projekt jest gotowy do przejścia do procesu produkcyjnego, technologia wirtualnego bliźniaka pozwoli zbadać, jak różni dostawcy wpływają na ogólny poziom emisji dwutlenku węgla produktu końcowego i jaki wpływ na łańcuch dostaw będzie miał dokonany wybór.

Wreszcie, producent może upewnić się, że źródła danych z fabryk są dostosowane na każdym etapie procesu. Wszystkie te działania odbywają się za pośrednictwem zintegrowanej platformy, pozwalającej na efektywną współpracę z innymi zespołami oraz interesariuszami. Platformy, która nie wymaga przełączania się między systemem projektowania, system zarządzania danymi i systemem symulacji podczas procesów projektowania oraz produkcji. Innym ważnym wyróżnikiem technologii wirtualnego bliźniaka jest to, że tworzy on ciągłą pętlę sprzężenia zwrotnego z danymi pochodzącymi z procesu lub produktu podczas jego rzeczywistego użytkowania. Zespoły mogą analizować te dane, przeprowadzać dodatkowe testy i wprowadzać zmiany, aby stale ulepszać i zapobiegać nieoczekiwanym przestojom.

Wirtualne bliźniaki zmieniają nauki przyrodnicze

Na zeszłorocznych targach CES firma Dassault Systèmes pozwoliła publiczności „spotkać” swojego wirtualnego bliźniaka – w ten sposób pokazano odwiedzającym, że ich dokładne repliki można tworzyć cyfrowo w oparciu o naukę i dane. Korzystając z wirtualnego bliźniaka ludzkiego ciała, lekarz może symulować wpływ leków na mózg. Ma to niebagatelne znaczenie choćby w przypadku choroby Alzheimera.

Firma Dassault Systèmes pokazała również, że może stworzyć spersonalizowany obraz serca dowolnej osoby. Połączenie rzeczywistych danych z podobnych modeli z możliwościami technologii wirtualnych bliźniaków może pomóc przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia choroby serca. Za pomocą technologii wirtualnego bliźniaka możemy również symulować wpływ niektórych leków na komórki w sercu danej osoby – tego mniej zaawansowana technologia cyfrowych bliźniaków nie byłaby w stanie dokonać.

Ciekawym przykładem na to, jak wirtualne bliźniaki usprawniają służbę zdrowia, podzielił się jeden z prelegentów konferencji 3DEXPERIENCE World 2023 - dr David Robinson ze Szpitala Dziecięcego w Bostonie. Korzystał on z możliwości wirtualnych bliźniaków na etapie planowania operacji kardiochirurgicznych u dzieci. Takie podejście pozwoliło mu na idealnie odwzorowanie serc poszczególnych pacjentów, zwiększało możliwości analizy i szanse powodzenia operacji.

Przejście do gospodarki o obiegu zamkniętym

Korzyści płynących z wykorzystania technologii wirtualnych bliźniaków jest wiele. Od przyspieszenia wprowadzania produktów na rynek po minimalizację ryzyka związanego ze złożonymi projektami, technologie te mogą pomóc firmom i naukowcom - ze wszystkich branż - obniżyć koszty oraz usprawnić operacje.

Wirtualne bliźniaki pomagają użytkownikom projektować, testować i modelować zrównoważone produkty i procesy w rekordowo krótkim czasie, a wszystko to w środowisku wirtualnym, znacznie skracając czas wprowadzania produktu na rynek i zmniejszając ryzyko. Z tego powodu technologia ta została już wykorzystana w rozwoju 85% pojazdów elektrycznych na świecie i wspiera innowacyjne projekty pilotażowe dotyczące zrównoważonego rozwoju. Przykładem jest pierwszy na świecie samolot zasilany energią słoneczną.

Ale co być może najważniejsze, wirtualne bliźniaki również w znacznym stopniu wspierają przejście do gospodarki o obiegu zamkniętym – w której części i produkty są projektowane w sposób ułatwiający ponowne użycie i zmianę przeznaczenia oraz eliminujący odpady z cyklu życia produktu. Takie podejście może pomóc osiągnąć Cele Zrównoważonego Rozwoju ONZ, co jest niezwykle istotnym krokiem w walce z kryzysem klimatycznym.

Źródło: Dassault Systèmes

Tagi artykułu

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę